سیستم‌های بسته بندی مواد غذایی

نوآوری‌ها در سیستم‌های بسته‌ بندی مواد غذایی

این نوآوری‌ها به رفع نیازهای در حال تحول بازار، مانند ترجیح مصرف‌کننده برای محصولات غذایی «سالم» و با کیفیت بالا و کاهش اثرات منفی محیطی بسته‌ بندی مواد غذایی کمک می‌کند.
مفاهیم نوظهور فن‌آوری‌های بسته‌ بندی فعال و هوشمند، راه‌حل‌های نوآورانه متعددی را برای افزایش ماندگاری، بهبود کیفیت و ایمنی محصولات غذایی ارائه می‌کنند. همچنین رویکردهای جدیدی برای بهبود ویژگی‌های غیرفعال بسته‌ بندی مواد غذایی مانند استحکام مکانیکی، عملکرد مانع و پایداری حرارتی وجود دارد.
توسعه بسته بندی های پایدار یا سبز این پتانسیل را دارد که اثرات زیست محیطی بسته بندی مواد غذایی را از طریق استفاده از مواد خوراکی یا زیست تخریب پذیر، عصاره های گیاهی و نانومواد کاهش دهد.
فناوری‌های بسته‌ بندی فعال، هوشمند و سبز می‌توانند به طور هم‌افزایی برای ایجاد یک سیستم بسته‌ بندی مواد غذایی چند منظوره بدون تعامل منفی بین اجزای سازنده کار کنند و این هدف می‌تواند به عنوان هدف نهایی آینده برای فناوری بسته‌ بندی مواد غذایی در نظر گرفته شود.
تیم ویرا در این مقاله به بررسی اصول بسته بندی مواد غذایی و پیشرفت‌های اخیر در انواع مختلف فناوری‌های بسته بندی مواد غذایی می‌پردازد.

تاریخچه بسته بندی مواد غذایی و کاربرد‌های آن

برای محافظت از مواد غذایی در برابر آلودگی‌های محیطی و سایر تأثیرات (مانند بو، شوک، گرد و غبار، دما، آسیب فیزیکی، نور، میکروارگانیسم‌ها و رطوبت) استفاده می‌شود و برای اطمینان از کیفیت و ایمنی مواد غذایی کلیدی است. ضمن اینکه عمر ماندگاری را نیز افزایش داده و تلفات و هدر رفتن مواد غذایی را به حداقل می‌رساند.
استفاده از بسته بندی مواد غذایی را می‌توان به قرن 18 ردیابی کرد. در قرن بیستم، پیشرفت‌های زیادی در فناوری بسته‌ بندی ظاهر شد، از جمله بسته‌ بندی هوشمند (IOSP؛ شاخص‌های دمای زمان (TTIs)، نشانگرهای گاز، نشانگرهای آماده‌بودن مایکروویو، شناسایی فرکانس رادیویی (RFID) و موارد دیگر) و بسته بندی فعال (AP؛ مانند جاذب های اکسیژن، جاذب رطوبت و مواد ضد میکروبی). این نوآوری‌ها کیفیت غذا، ایمنی غذا و ماندگاری را بیشتر بهبود می‌بخشد.

اکسیداسیون، فساد میکروبی و متابولیسم از عوامل اصلی خراب شدن بسیاری از غذاها

عوامل اصلی خراب شدن بسیاری از غذاها مانند سیب، موز، کیوی، گلابی، گوجه فرنگی و انبه در طول تولید، حمل و نقل، فرآوری، ذخیره سازی و بازاریابی است. این فرآیندها مستقیماً با از دست دادن کیفیت غذا (از جمله ایمنی) مرتبط هستند، بر تصمیمات خرید مصرف کننده تأثیر می‌گذارند، بر سلامت مصرف کننده تأثیر می‌گذارند و بنابراین بر اقتصاد کلی صنعت غذا تأثیر می‌گذارند.
اثرات منفی اکسیداسیون بر ویژگی های تغذیه ای و ارگانولپتیک مواد غذایی شامل موارد زیر است:
(1) ارزش غذایی غذا را به دلیل تخریب اسیدهای چرب ضروری، پروتئین ها و ویتامین های محلول در چربی (A, D, E و K)
(2) محتوای انرژی (یا کالری) غذا را کاهش می دهد.
(3) ترشی (طعم) ایجاد می‌کند.
(4) تغییرات رنگی ایجاد می‌کند (تیره شدن چربی ها و روغن ها، تخریب رنگدانه‌ها).

وجود میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا خطر بیماری‌های منتقله از غذا را در انسان افزایش می‌دهد و بنابراین مشکلی برای سلامت عمومی ایجاد می‌کند.
مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری‌های ایالات متحده (CDC) گزارش می‌دهد که تقریباً 76 میلیون نفر در ایالات متحده هر ساله به بیماری‌های ناشی از مصرف مواد غذایی (که باعث مرگ 5,000 مرگ و 325,000 بستری شدن در بیمارستان می‌شود) مبتلا می‌شوند که مستقیماً هزینه های پزشکی را افزایش می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌دهد، باعث مرگ و میر می‌شود و بار اقتصادی ناشی از کار از دست رفته را به ویژه برای خانواده های کم درآمد افزایش می‌دهد.
برای به تأخیر انداختن اکسیداسیون، کنترل پاتوژن های موجود در مواد غذایی و پاسخگویی به تقاضای رو به رشد مصرف کنندگان برای محصولات ایمن و با کیفیت، تلاش قابل توجهی به مطالعات عمیق بسته بندی مواد غذایی به صورت فعال و هوشمند اختصاص یافته است که می‌تواند شامل استفاده از خواص آنتی اکسیدان، خواص ضد میکروبی یا هر دو باشد.
AP می‌تواند به طور موثری کیفیت غذا (از جمله ایمنی) را بهبود بخشد و با تأثیر مثبت بر فضای سر یک محصول بسته بندی شده و/یا خود محصول (به عنوان مثال، انتشار یک ترکیب ضد میکروبی یا آنتی اکسیدان)، ماندگاری را افزایش دهد. اما این روش بسته بندی نمی‌تواند اطلاعات بصری نشان‌دهنده ماندگاری، ایمنی یا کیفیت غذا ارائه دهد و نمی‌تواند درباره مشکلات احتمالی فعلی یا آینده هشدار دهد.

بسته بندی هوشمند مواد غذایی

نوآوری‌های بسته‌ بندی مواد غذایی به تدریج منجر به توسعه بسته‌ بندی هوشمند شده است که می‌تواند اطلاعات دقیقی را در مورد وضعیت یک غذای بسته‌ بندی شده یا محیط آن در سراسر یک زنجیره لجستیکی منتقل کند و همچنین هشدارهای اولیه را از طرف سازنده مواد غذایی به مصرف‌کننده ارائه دهد.
بنابراین، فناوری‌های برچسب‌های هوشمند موجود در حال حاضر می‌توانند عملکردهای مختلفی مانند نظارت، شناسایی، پردازش، ضبط، ردیابی و برقراری ارتباط اطلاعات را انجام دهند که کارایی و عمر مفید را افزایش می‌دهد و اطلاعات مربوط به وضعیت و/یا کیفیت محصول را از طریق زنجیره غذایی، تامین کنند.

همانطور که در بالا ذکر شد، بسته بندی به عنوان یک مانع فیزیکی برای محافظت از مواد غذایی در برابر عوامل خارجی عمل می‌کند، بنابراین پایداری مواد بسته بندی برای افزایش کیفیت و ایمنی مواد غذایی و افزایش ماندگاری، و همچنین اطمینان از اینکه مواد بسته بندی می‌توانند نقش خود را ایفا کنند، کاملاً حیاتی است. ارائه محصولات محکم، جذاب، مقرون به صرفه و راحت به مصرف کنندگان از دیگر ویژگی های انواع بسته بندی‌ها است.
تمام مواد بسته بندی مواد غذایی باید به شدت توسط آژانس های ایمنی مواد غذایی مانند سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA)، آژانس نظارت بر سلامت ملی برزیل (ANVISA) و کمیسیون اروپا (EC) آزمایش شوند، که مسئول اطمینان از ایمنی مواد و افزودنی های بسته بندی مواد غذایی قبل از استفاده در مواد غذایی می‌باشند.

اثرات زیست محیطی

با افزایش میزان بسته بندی مصرفی، اثرات زیست محیطی مواد استفاده شده در بسته بندی به تدریج به یک مسئله اصلی در سراسر جهان، به ویژه برای شرکت ها و تولیدکنندگان تبدیل شده است. برای دستیابی به پایداری در بسته‌ بندی مواد غذایی، ترویج بازیافت مواد بسته‌ بندی و کاهش آلودگی محیط‌ زیست، مطالعات متعددی به ایجاد نوآوری‌های بسته‌ بندی‌های جدید بر اساس منابع تجدیدپذیر که سازگار با محیط زیست، زیست تخریب‌پذیر یا کمپوست‌ پذیر هستند، اختصاص یافته است.
با این حال، ارائه جایگزین‌های بسته‌ بندی سازگار با محیط زیست بدون به خطر انداختن ویژگی‌های کلیدی بسته‌ بندی (مانند ویژگی‌های بازدارنده، خواص مکانیکی و ماندگاری طولانی محصول) مستلزم نوآوری مداوم و توسعه فناوری‌های بسته‌ بندی جدید پایدار در دهه‌های آینده است.
برخی از مسائل چالش برانگیز باید برای حفظ و بهبود کیفیت و ایمنی مواد غذایی، افزایش اعتماد مصرف کننده، پذیرش فناوری های بسته بندی جدید و کاهش اثرات مضر زباله های بسته بندی و از دست دادن مواد غذایی بر محیط زیست مورد توجه قرار گیرد.

روند بسته بندی مواد غذایی

تغییرات در تقاضای مصرف‌کننده، روند تولید صنعتی (مانند محصولات غذایی زود فساد پذیر، تازه، خوشمزه و راحت با ماندگاری بالا و کیفیت کنترل‌شده)، شیوه‌های خرده‌فروشی (مانند فروش مواد غذایی از راه دور بین منطقه‌ای و صادراتی) و سبک زندگی مشتری (مانند سبک زندگی سریع که منجر به صرف زمان کمتری برای خرید غذای تازه در بازار و پخت و پز می‌شود) نیروهای اصلی تکامل تکنیک های بسته بندی جدید و نوآورانه هستند که ایمنی و کیفیت مواد غذایی را حفظ و نظارت می کنند.
عمر محصول و کاهش بار زیست محیطی و روانی بسته بندی مواد غذایی، بسیار مقوله مهمی در این حوزه می‌باشد. در 20 سال گذشته، IOSP، AP، و بسته بندی پایدار یا سبز (SOGP) در پاسخ به تحولات بازار، تغییرات در ترجیحات مصرف کننده، و نیاز به کاهش اثرات زیست محیطی تولید مواد غذایی و در عین حال حفظ کیفیت آن توسعه یافته اند.
تعداد انتشارات بررسی شده در مورد نوآوری های بسته بندی مواد غذایی به طور پیوسته افزایش یافته است. در دو دهه گذشته، علاقه تحقیقاتی به IOSP بسیار از علاقه به AP عقب مانده است، که می‌توان آن را به AP نسبت داد که حفاظتی فراتر از حفاظت سنتی و موانع بی اثر برای محیط خارجی ارائه می‌دهد که تعداد نسبتا زیادی از روش های ممکن برای کاهش ضایعات و هدررفت مواد غذایی را ارائه می‌دهد.